1.3.3元素周期表的应用 课件(共19张PPT) 2022-2023学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册

(共19张PPT)
预测元素及其化合物的性质　
第3节 元素周期表的应用 第3课时
Si
Si+2F2 == SiF4
Si+4HF == SiF4+2H2
Si+2NaOH+H2O == Na2SiO3+2H2
Si有亲F性
Si+O2 == SiO2
△
Si+2Cl2 == SiCl4
△
硅的工业制法
SiO2+2C == Si+2CO
高温
Si+2Cl2 == SiCl4
SiCl4+2H2 == Si+4HCl
高温
高温
硅的应用
芯片和太阳能电池
SiO2
a.SiO2+2NaOH ==Na2SiO3 +H2O
b. SiO2 + CaO == CaSiO3
高温
SiO2+4HF = SiF4+2H2O
SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2
高温
SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2
高温
二氧化硅的应用---光导纤维
玻璃：原料-纯碱、石灰石、石英 反应原理 主要成分： SiO2 CaSiO3 Na2SiO3
水泥：原料--粘土、石灰石 陶瓷原料--粘土
硅及其化合物的化学式 化学性质预测 预测依据
能与O2、Cl2等发生化学反应
能与碱、碱性氧化物发生反应
具有酸的性质，能与碱反应，但酸性较弱，酸性弱于碳酸、磷酸
与碳同主族，性质相似
SiO2属于酸性氧化物
硅得电子能力弱于碳和磷
能与比硅酸酸性强的一些酸反应，生成难溶于水的硅酸
硅元素得电子能力弱，硅酸酸性弱
Si
SiO2
H2SiO3
Na2SiO3
性质不太活泼
硅属于非金属单质
具有氧化性
SiO2中硅化合价为+4价
一、硅及其化合物 P29 Ⅳ A族
硅（Si）
1、含量和存在
硅元素在地壳中含量居第2位，是构成矿物和岩石的主要成分。
在自然界只以化合态存在，存在于SiO2和硅酸盐中
单质硅有晶体硅和无定形硅两种。
2、物理性质
晶体硅是灰黑色、有金属光泽，熔沸点高、硬度大的固体，是重要的半导体材料。
3、化学性质
（1）常温下，只和F2、HF、强碱反应
（2）加热时，能和Cl2、O2反应
Si+O2 == SiO2
△
Si+2Cl2 == SiCl4
△
Si+2F2 == SiF4
Si+4HF == SiF4+2H2
Si+2NaOH+H2O == Na2SiO3+2H2
常温下硅单质的化学性质不活泼
Si有亲F性
硅的工业制法
①制取粗硅
②粗硅提纯
SiO2+2C == Si+2CO
高温
Si+2Cl2 == SiCl4
SiCl4+2H2 == Si+4HCl
高温
高温
硅的应用---29页
芯片和太阳能电池
1、沙子、石英、水晶的主要成分
结晶形
（石英晶体）
无定形——硅藻土
水晶
玛瑙
硅石
无色透明
彩色环带或层状
水晶
玛瑙
二氧化硅（ SiO2 ）
1mol SiO2
4 mol Si－O键.
物质 SiO2 CO2
状态（常温） 气体
熔点 -56.6℃
沸点 -78.5℃
溶解性 1：1
硬度
固体
1610℃
2230℃
不溶
大
2、二氧化硅的物理性质
硬度大、熔点高、难溶于水
a.SiO2+2NaOH ==Na2SiO3 +H2O
保存氢氧化钠不能用磨口的玻璃塞，应该用橡胶塞
b. SiO2 + CaO == CaSiO3
高温
②与氢氟酸反应
SiO2+4HF = SiF4+2H2O
③与Na2CO3 、CaCO3高温反应
SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2
高温
SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2
高温
氢氟酸保存在塑料瓶中，不能保存在玻璃瓶中；刻蚀玻璃
碱液跟玻璃塞中的SiO2反应，生成的硅盐会把试剂瓶和玻璃塞粘连
①酸性氧化物的通性
二氧化硅的应用---29页---光导纤维
硅酸H2SiO3
1、物理性质
白色沉淀，其酸性比碳酸弱，硅酸不能使紫色石蕊溶液变红色
2、化学性质
①硅酸不稳定，受热易分解
②与碱溶液反应
③在水中易聚合形成胶体
④硅酸制备
H2SiO3＋2NaOH==Na2SiO3＋2H2O
Na2SiO3＋2HCl==2NaCl＋H2SiO3
Na2SiO3＋CO2＋H2O==H2SiO3＋Na2CO3
硅胶吸附水分能力强，
常用作干燥剂。
H2SiO3== SiO2＋H2O
△
？
1.由硅、氧和金属组成的化合物的总称（二氧化硅和金属氧化物）
【表示方法】金属元素氧化物写在前面，再写SiO2，最后写H2O；
氧化物之间用“ · ”隔开。
硅酸盐
高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4
Al2O3 ·2SiO2 · 2H2O
2.硅酸钠（Na2SiO3)，其水溶液俗称水玻璃，是制备木材防火剂等的原料。
无机非金属材料
传统无机非金属材料：玻璃，水泥，陶瓷
新型无机非金属材料
高温结构陶瓷
压电陶瓷
生物陶瓷
超导陶瓷
玻璃 水泥 陶瓷
原料
反应 原理
主要 成分
特性
CaCO3+SiO2====CaSiO3+CO2
高温
Na2CO3+SiO2====Na2SiO3+CO2
高温
纯碱、石灰石、石英
粘土、石灰石
粘土
高温下发生复杂的物理、化学变化
烧结时发生复杂物理、化学变化
SiO2
CaSiO3
Na2SiO3
2CaO·SiO2 3CaO·SiO2 3CaO·Al2O3
硅酸盐
非晶体，透明、无固定熔点，可在一定温度范围内软化
水硬性：无论在水中还是在空气中均能硬化（是不可逆过程）
抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘
硅酸盐工业P29
碳化硅SiC（金刚砂）
氮化硅Si3N4
HF雕刻玻璃
（1）金属铝可以在氧气中燃烧：
4Al+3O2 == 2Al2O3
点燃
2Al+Fe2O3 == 2Fe+Al2O3
高温
（2）铝热反应
（3）铝与酸溶液反应
2Al+6HCl=2AlCl3 +3H2
铁、铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中发生钝化----保存
（4）铝与碱溶液反应
2Al+2NaOH+6H2O=2Na［Al(OH)4］+3H2
还原剂
氧化剂
6e-
二、铝及其化合物
实验药品：氧化铁、铝粉、镁条、氯酸钾
实验过程：
发出耀眼的光芒，有红色熔融物生成
实验现象:
引燃剂
助燃剂
铝热反应
应用：焊接钢轨 冶炼高熔点的金属
放出大量的热
铝热反应：铝与某些金属氧化物在高温条件下发生的反应
FeO、Fe2O3、Fe3O4、MnO2、WO3、V2O5等难熔金属氧化物
Al2O3 +6HCl＝2AlCl+3H2O
Al2O3 +6H+＝2Al3++3H2O
Al2O3 +2NaOH+3H2O ＝ Na[Al(OH)4]
Al2O3 +2OH- +3H2O ＝ 2[Al(OH)4]-
两性氧化物即能与强酸反应，又能与强碱反应的氧化物。
2、Al2O3性质-白色固体
Al2O3能与氨水反应吗？
AlCl3中逐滴加入NaOH？
3、 Al3+与碱的反应
AlCl3中逐滴加入氨水？
Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+，Al3+制取Al(OH)3用弱碱更佳
Na[Al(OH)4]中逐滴加入盐酸？
Na[Al(OH)4]中缓慢通入CO2？
2 [Al(OH)4]- +CO2=2Al(OH)3 ↓+CO32-+H2O
[Al(OH)4]- +CO2=Al(OH)3 ↓+HCO3-
由[Al(OH)4]-制取Al(OH)3用弱酸更合适
4、 [Al(OH)4]-与酸的反应
5、 [Al(OH)4]-与Al3+的反应
3[Al(OH)4]-+Al3+====4Al(OH)3
图像问题
1.AlCl3溶液中加NaOH
2. NaOH溶液中加AlCl3
3.盐酸中加Na[Al(OH)4]
4. Na[Al(OH)4]中加盐酸